解码日本的可持续海岸线蓝图的“混合防御”思路

这幅插图显示了自然（珊瑚礁）和软措施（重新种植的红树林）与混凝土海墙形成的混合防御。在 2023 年举行的最近一次联合国气候大会 COP28 上，基于自然的解决方案被认为是应对气候变化、污染和生物多样性丧失"三重地球危机"的关键选择。图片来源：2024, Nicola Burghall

研究人员查阅了 304 篇关于世界各地海岸防御性能的学术文章，其中包括：自然环境；软措施（支持或丰富自然）；硬措施（如混凝土海堤）；以及上述措施的混合体。结果表明，软措施和混合措施比硬措施更具成本效益，在低风险地区，混合措施的总体减灾效果最好。

虽然由于缺乏数据，它们在造成高风险的极端事件中的比较性能尚不清楚，但这些结果仍然支持谨慎纳入基于自然的解决方案，以帮助保护、支持和丰富沿海社区。

数百年来，日本壮丽的自然海岸线，富士山、风吹松树和岩石海滩等标志性景观，一直被绘画和版画所捕捉和赞美。但如今在海边漫步，却很难找到一片保留着原始自然海景的地方。

到 20 世纪 90 年代初，政府的一项调查发现，约 40% 的海岸已被混凝土海墙、填埋的港口、堆积如山的四足动物等改变，给蓝绿色的景观增添了一片片灰色。无序扩张的沿海城镇已容纳了大部分人口，因此保护家园和企业免受海啸、台风和海平面上升的危害已成为日益严峻的挑战。

传统海岸防御面临的挑战

东京大学可持续发展科学研究生项目的博士生、一项关于海岸防御的新研究的主要作者 Lam Thi Mai Huynh 解释说："海墙、堤坝、水坝和防波堤这些所谓的传统硬措施，尽管是全球最受欢迎的海岸防御措施，并且有着良好的记录，但却面临着与日益增长的气候风险保持同步的挑战。"这些坚硬的结构造价昂贵，随着海平面的上升和气候灾害的加剧，需要不断升级和维修。虽然它们能很好地减轻某些沿海灾害风险，但也会对沿海社区造成严重破坏，并对环境产生不利影响。此外，它们往往会极大地改变海景，有时还会使当地社区与大自然和我们想要保护的环境疏远"。

探索基于自然的解决方案

为了更好地了解不同的硬质海岸防御工事和基于自然的海岸防御工事的性能和效益，一个国际小组比较了 304 项学术研究的结果。以自然为基础的海岸防御措施包括"自然"生态系统，例如现有的红树林和珊瑚礁；"软"措施，即恢复、复原、重新造林或滋养自然生态系统；以及"混合"措施，即结合自然成分和硬结构，例如在红树林前设置混凝土防波堤。

"通过融入这些天然成分，我们可以建立起既能降低风险又能带来巨大环境效益的海岸防御系统。"东京大学未来倡议研究所的亚历山德罗斯-加斯帕拉托斯教授说："我们相信，这种战略在世界许多地方都大有可为，但它们也不是'一劳永逸'的解决方案。"

海岸防御战略综合分析

研究人员对每种防御措施的三个关键方面进行了分析：1.降低风险（措施能在多大程度上降低波浪高度和能量，并影响海岸线变化）；2.减缓气候变化（包括基于自然的措施的碳储存和温室气体排放）；3.20 年内的成本效益。

"我们的研究结果表明，在低风险地区的所有海岸防御方案中，混合措施能最大程度地降低风险。混合措施可以利用硬措施和软措施的优点。它们既能提供工程屏障的直接效果，又能在很大程度上保持可渗透植被区的生态功能，"Huynh 说。"所有基于自然的解决方案都能有效地储存碳，而在 20 年的时间里，软措施和混合措施都比传统的硬措施更具成本效益，尽管它们都能带来积极的经济回报。"

海岸防御的谨慎与潜力

这些发现为将基于自然的成分整合到海岸防御系统中并扩大其规模提供了有力的证据，但研究小组建议在这样做时要谨慎。加斯帕拉托斯警告说："所有类型的海岸防御系统都还需要在极端事件和高风险紧急情况下通过配对实验进行充分测试。在有更多这样的实验聚焦于此之前，我们必须谨慎行事，不要对海岸防御方案的比较性能做出任何普遍的假设，无论是自然的、软的还是混合的措施"。"

Huynh 和 Gasparatos 承认由于缺乏对极端和高风险情况的研究而造成的局限性，但他们仍然认为，这项研究支持在低风险地区投资于基于自然的海岸防御解决方案的想法。这样的研究对决策者、海岸规划者和希望做出循证决策的社区具有重要意义。

"我坚信，在这个气候变化日益加剧的时代，我们必须更加仔细地考虑这些屏障的设计和功能。以自然为基础的解决方案不仅能在许多领域降低风险、减缓气候变化，还能帮助重新建立人与自然的联系，支持生物多样性。绿化我们的海岸线可以创造出提高生活质量、促进社区福祉和激发环境管理意识的空间。"

编译自:ScitechDaily